在 2018 年,天网与人类展开了一场激烈的战争,导致世界陷入末世的状态。反抗军的领袖约翰·康纳(克里斯蒂安·贝尔饰)与战友们执行一项任务时,发现了战胜天网的新思路。然而,天网也不甘示弱,推出了新的目标排名。康纳的父亲凯尔·瑞斯(赫然在列)也位居榜首。与此同时,一名强壮男子马库斯(萨姆·沃辛顿饰)出现在洛杉矶的废墟中,他忘记了自己的过去经历。在与反抗军战士瑞斯的相遇后,马库斯与反抗军女战士布莱尔组队,前往反抗军总部。然而,在途中,他们遭到机械人的袭击,瑞斯被俘。落单的马库斯在布莱尔的帮助下,与注定要相遇的康纳碰面。然而,人类与机械的对立让康纳不得不将马库斯视为敌人。
此时,瑞斯被困在天网中心,生死未卜。与此同时,反抗军高层却不肯推迟强攻计划,剩余的时间对康纳来说十分紧迫。为了拯救瑞斯,康纳只能选择冒险进行一场潜入行动,赌上自己的性命和荣誉。